O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi farg’ona davlat universiteti tabiiy fanlar fakulteti Kimyo o’qitish metodikasi yo’nalishi

3. Ion almashinish xromatografiyasi.
Ion almashinish xromatografiyasi suyuq harakatchan faza ionlarining qo’zg’almas fazadagi qattiq yoki suyuq moddalarning ionlari bilan qaytar stexiometrik almashinishiga asoslangan. Alamashina oladigan harakatchan ionlari bor bunday moddalar ionitlar yoki ion alamashinuvchi smollalar deb ataladi. Ular qattiq va suyuq moddalar bo’lishi mumkin. Ion almashinish xromatografiyasida ko’pchilik hollarda qattiq ionitlar ishlatiladi. Almashinuvchi ionlarning zaryadiga qarab ionitlar kationitlar (yoki kation alamashinuvchilar ) va anionitlarga (anion analizlmashinuvchilar ) ajratiladi. Amfoter ionitlar ham mavjud bo’lib, ular bir vaqtning o’zida ham anionlarini almashtira oladi.


Ion almashinuvchi smolalarning turlari.
Turli tabiiy va sintetik birikmalarning ko’pchiligi ionitlar hossasiga ega. Ulardan eng muhimlari sintetik polimer smlolalar, ko’mirlar va ba’zi meneral ionitlardir. Mioneral ionitlar tabiiy birikmalar bo’lib, ulardan kation alamashina okladigan kristall silikatlar va seolitlar ionitlar sifatida ishlatiladi. Seolitlar ichki tuzilishi mustahkam bo’lgani sababli yaxshi bukilmayd, ularningionlari esa kam harakatchandir. Kationlar va katta ulchamli molekulalar seolitlar panjarasiga kira olmaydi, shu sababli seolitlar elaksimon xususiyatga ega bo’lib, ion va molekulyar elaklar sifatida ishlatiladi.
Sintetik anorganik ionitlarga suyuqlantirilgan va gelsimon permutitlar, aktivlangan alyuminy oksid, titan va sirkoniy asosidagi ionitlar kiredi.


Ion alamshinish xromatografiyasining ussullari.
Eleyuent usulida ionlar adsorbsiyalangan ion alamashinish kolonkasini siqib chiqaruvchi suyuqlik elektrolit eritmasi bilan yuvish nazarda tutiladi. Bunda eng kam adsorbilangan ionlar kolonkasidan birinchi bo’lib siqib chiqaredi, kolonkadan chiquvchi eluyent fraksiyalarda alohida ionlar bo’linadi.
Eluyent usulida siqib chiqaruvchi elektrolit sifatida tarkibida smolaning ionogen gruppalari ajratib chiqaredigan iomlar smolaning ionogen gruppa;ari ajratib chiqaredigan ionlar bo’ladiganmoddalardan (kationalamashinuchilar uchun HCl, anionalmashinuvchilar uchunesa NaCl dan Cl^- ajratuvchilardan) foydalaniladi. Ajratish va yuivish tugagandan keyin kolonkada boshlang’ich shakldagi ionit qoladi va uni qaytadan ishlash mumkin. Siqib chiqarish usulli eluyent usulining bir turi hisoblanadi. Unda ishlatiladigan siqib chiqaruvchi eritma tarkibidagi smola ajratuvchi aralashma ionlariga nisbatan yahshiroq yutiladigan ionlarn bo’ladi.
Ionalamashinish xromatografiyasi kolonkalarida o’tkaziladi, ularga oldindan bo’ktirilgan ion alamashinuvchi smolalar tuldiriladi. Kolonkalarning bir meyoda to’lishi uchun smolaning mualah zarachali eritmalariishlatiladi.
Kolonkadagi smola qatlami yuzasidan yuqoridan ozgina namuna eritmasi tushiriladi, sungra eluyent oqimi bilan yuboriladi. Agar kolonkaning tagiga idishlar quyib turilsa, tarkibidagi alohida – alohida moddalar bo’ladigan fraksiyalari yig’ib olish mukin. Aralashma tarkibiy qisimlarga ajratilgandan sung komponentlarning miqdorini har qamday mos keluvchi usul bilan aniqlansa bo’ladi.
Sintetik ion almashtiruvchi moddalar yuqori molekulyar polimerlardan iborat bo’ladi. Masalan, bunga har –hil funksional grupalari bo’lgan polistirol polimerini misol qilib keltirish mumkin. Sintetik anorganik ionitlar ham ma’lum, masalan, har-hil permutitlar, aktivlangan alyuminiy oksid, temir yoki sirkoniy gellari va boshqa organik ion almashtiruvchi smolalar kengroq ishlatiladi, chunki ularning alamashinish hajmi yuqoriroqdir. Har –bir ionitning muayyan alamashinish hajmi bo’ladi. Bu hajm moddaning 1g quruq smolaga yutilgan mgl ekv miqdori bilan ulchanadi:
G=mg *ekv/g
Ion almashtiruvchi smolalar funksional grupasidagi zaryad belgisiga qarab, kationitlarga yoki anionitlarga bo’linadi.
Kationitlarda kislotali funksional gruppalar bo’ladi:
-SO₃^- H⁺, - COOH, -H₂PO₄^- , -OH
mavjud kationitlar manfiy zaryadlangan bo’lib, u musbat zaryad bilan kompensatsiyalanadi. Shunday qilib kationit elektroneytral bo’lib qoladi:
Rn [ SO₃H] m = Rn (SO₃ ^--) m + mH⁺
Anionitlarda asosli funksional gruppalar, masalan, uchlamchi R₃N, ikkilamchi R₂NH⁺, birlamchi RNH₂^- aminlar, piridin yoki boshqa asos gruppalari bo’ladi. Amin gruppalar eritmada suvning vodorod ionlarining biriktirib olib, xarakatchan OH^- ni hosil qiladi, u har hil anionlarga almashinishi mumkin.
Kation va anioning almashtirish reaksiyasini quyidagi sxema bilan ko’rsatish mumkin:
R[An ^- ] H ⁺+ Na⁺+Cl^-= R[An^- ] Na⁺+H⁺+Cl^-
R[Kt ⁺] OH^- +Na⁺ +Cl^-=R[Kt⁺] Cl^- +OH^-+ Na⁺
Bu erda : R- murakkab organik redikal, [An^-] va [Kt⁺] R ga bog’langan anion va kation, H⁺ va Na⁺ - Kt almashuvchi ionlar, OH ^– va Cl ^– anion almashuvchi ionlar.
Shunday qilib xromatografiya ko’potensiometriya komponentli aralashmalarni tarkibiy qismlarga ajratish va moddalarning fizik- kimyoviy xossalarini urganish usuili tarzida keng qo’llaniladi. Bu usul murakkab tarkibli suyuq va gazsimon aralashmalarni analiz qilishning samarali usulidir. Bu usulda qattiq moddalar suyuq yoki gazsimon holatga utkazilgandan keyin analiz qilinadi. Xromatografiya usuli faqat kimyoda va bialogiyadagina emas, balki fan va tehnikaning boshqa ko’pchilik sohalarida ham qo’llanilmoqda . gaz hromatograflari Venera atmosferasiga tushirilgan asboblarda yahshi ishlaydi. Demak , analizni Xromatografiya usuli ajratish va tekshirish usuli bo’libgina qolmay, u shuningdek, ilmiy tadqiqot usuli hamdir deyish mumkin.